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申请/专利权人：南方电网数字电网研究院有限公司

摘要：本发明公开了一种基于模糊控制的风电场自适应频率主动支撑控制方法，其基于模糊控制，以频率变化率的绝对值和风电场平均转子转速为输入，对惯性响应控制参数进行自适应调整，并以风电场平均转子转速和平均风速为输入，动态调整频率下垂控制参数；当频率偏差超过死区时，根据动态变化的惯性响应控制参数、频率下垂控制参数以及风电机组转子转速动态调整风电场内风电机组的频率支撑功率。该方法基于模糊控制，对风电场和风电机组的频率支撑功率进行自适应调整，可以在充分发挥风电场和风电机组的频率支撑能力的同时，避免转速低的机组过度释放转子动能。

主权项：1.一种基于模糊控制的风电场自适应频率主动支撑控制方法，其特征在于，该方法包括：步骤1：实时测量风电机组的转子转速并计算风电场的平均转子转速，测量风电场的平均风速、电力系统频率偏差及频率变化率；步骤2：根据风电场平均转子转速和频率变化率的绝对值，基于第一模糊控制器动态更新风电场的惯性响应控制参数；步骤3：根据风电场平均转子转速和平均风速，基于第二模糊控制器动态更新风电场的频率下垂控制参数；步骤4：当电力系统频率偏差超过死区范围时，风电场参与频率支撑，并根据步骤2和步骤3中的惯性响应控制参数、频率下垂控制参数以及风电机组的转子转速实时计算风电机组的频率支撑功率;所述步骤2中，第一模糊控制器的输出量为风电场的惯性响应控制参数，第一模糊控制器的输入量为平均转子转速和频率变化率的绝对值；其中，的模糊论域的最小值和最大值分别为风电场机组正常运行最小转子转速和最大转子转速的平均值，的模糊论域为[0，0.3Hzs]，的取值范围则可取为[10，20]；对第一模糊控制器的输入变量进行归一化处理，其中，风电场平均转子转速的取值范围为风电场内风电机组的平均最小转速和平均最大转速，电力系统频率变化率的取值范围根据电网要求确定；第一模糊控制器输入变量的模糊论范围均为[0，1]，即当输入变量的实际值小于其最小取值时，输入变量取0，当大于其最大取值时，输入变量取1，输入和输出变量均采用三角隶属度函数； 的模糊语言为VS即是非常小、S即是小、RS即是较小、M即是中、RL即是较大、L即是大、VL即是非常大，这7个模糊集在三角隶属函数中的对应定义域为{0，0.16，0.33，0.5，0.66，0.83，1}； 包含5个模糊子集，模糊语言为VS即是非常小、S即是小、M即是中、L即是大、VL即是非常大，在三角隶属度函数中对应定义域为{0，0.3，0.5，0.7，1}； 的模糊语言为VS即是非常小、S即是小、M即是中、L即是大、VL即是非常大，在三角隶属度函数中对应的定义域为{0，0.3，0.5，0.7，1}；第一模糊控制器的模糊控制规则为： ；所述步骤3中，第二模糊控制器的输入变量为风电场的平均转子转速和平均风速，第二模糊控制器的输出变量为频率下垂控制参数；其中，的模糊论域的最小值和最大值分别为风电场机组正常运行最小转子转速和最大转子转速的平均值，的模糊论域的最小值和最大值分别为机组切入风速和额定风速的平均值，的取值范围为[10，50]；在得到第二模糊控制器输入变量的实际值后，同样需要进行归一化处理；风电场平均风速的取值范围的最小值和最大值分别为风电场内风电机组的平均切入风速和平均额定风速，平均转子转速的取值范围的最小值和最大值分别为风电场内风电机组的最小转子转速和最大转子转速的平均值；第二模糊控制器的模糊论范围为[0，1]，即当输入变量的实际值小于其最小取值范围时，输入变量取0，当实际值大于其最大取值范围时，输入变量取1；第二模糊控制器中，输入变量的模糊语言为VS即是非常小、S即是小、RS即是较小、M即是中、RL即是较大、L即是大、VL即是非常大，这7个模糊子集在三角隶属函数中的对应定义域为{0，0.16，0.33，0.5，0.66，0.83，1}；的模糊语言VS即是非常小、S即是小、M即是中、L即是大、VL即是非常大，在三角隶属度函数中对应的定义域为{0，0.3，0.5，0.7，1}； 的模糊语言设置为VS即是非常小、S即是小、M即是中、L即是大、VL即是非常大，在三角隶属度函数中对应的定义域为{0，0.3，0.5，0.7，1}；第二模糊控制器的模糊规则如下表所示： ；所述步骤4中，当电力系统频率偏差超过死区范围时，风电场参与频率支撑，首先根据步骤2和步骤3中的惯性响应控制参数、频率下垂控制参数得到场站频率支撑功率，进一步根据风电机组的转子转速计算各机组附加的频率支撑功率，如下式所示： ；式中，为风电场的频率支撑功率，为机组所要承担的频率支撑功率，表示机组的转速；为频率偏差，为实际频率与额定频率的差值，即，以上表达式及物理量全部为标幺值。

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